合工大化学与健康第十章 化肥与健康

第十章化肥与健康10.1化肥概述

10.2化肥的循环

10.3化肥的作用

10.4化肥与健康10.5净化我们的家园

10.6绿色农业与微生物复合肥

10.7生物技术在化肥中的应用

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肥料的分类：根据成分或来源，可分为有机肥料和化学肥料

有机肥料：一切含有大量有机质的肥料的总称。包括：厩肥、人粪尿、绿肥、堆汲肥、泥炭、腐植酸类肥料、饼肥、土杂肥、还田的作物桔梗以及各种有机废弃物等。

有机肥料的特点

完全肥料：包含作物生长发育所需的各种元素，各种微量元素、微生物群落和大量有机物及其降解产物（无污染）。

肥效稳定而长久：见效比较缓慢。

含有大量的有机质和腐植质：对土壤有增肥作用。

含有大量微生物肥源广，易积制总养分含量低，施用数量大10.1化肥概述2

化学肥料：简称化肥，是指经化学反应或物理加工产生一种或几种植物所需营养元素的产品。

按照化学肥料的性质可分为：

氮肥：指含有植物所能吸收的氮元素的肥料。

磷肥：指含有植物所能吸收的磷元素的肥料。

钾肥：指含有植物所能吸收的钾元素的肥料。

混合肥料：指含有植物所能吸收的两种和三种以上元素的肥料。

液体肥料：指液体和悬浮状肥料。

微量元素肥料：利用含有微量营养元素的物质制成的肥料。

化学肥料的特点：成分单一、不含有机质、养分含量高、肥效快、容易被植物吸收。10.1化肥概述3

化肥在增产、增收等方面作用巨大、功不可没。化肥中存在有害物质，会造成对农田环境的污染。

发展趋势是高效无公害化肥、微生物复合肥和专用肥。10.1化肥概述4

化肥的发展

19世纪中叶，发现光合作用，为无机养分作为肥源归还土壤找到了科学依据。

1840年，德国农业化学家李比希提出“矿质营养”学说，为施肥奠定了理论基础。（驳斥“腐殖质”和“生活力”营养学说）

1886年，俄国土壤学家道库恰耶夫创立“发生土壤学”。

自19世纪中叶，欧洲开始进行化肥效果的长期实验。世界各地进行了大量的类似研究。实验结果表明，施加化肥的农作物产量略高于有机肥，不施加化肥的农作物产量仅是化肥和有机肥的35-40%。10.1化肥概述5

我国化肥的发展（4个时期）

1901-1948年，化肥局部施用与粮食生产萎缩期我国农业历来施用有机肥。

1896年，梁启超提出“化学粪田”。

1899年，上海江南制造局出版第一部农业化学普及读物《农务学问答》

1901年，中国台湾由日本输入化肥施用（硫酸铵）

1906年，山东济南开始生产化肥化肥的局部施用（沿海地区）以及粮食生产萎缩（与19世纪相比）

1949-1964年，化肥部分地区（沿海与内地）施用与粮食生产振荡期（1960年）10.1化肥概述6

我国化肥的发展（4个时期）

1966-1977年，化肥大多数地区施用与粮食稳步增长期

1978年至今，化肥全面施用以及化肥施用与粮食产量同时快速增长期（根据联合国粮农组织《肥料年鉴》，我国的化肥产量与使用量居世界首位）

打破《谁来养活中国？》（1995年，美国世界观察所所长莱斯特·布朗）的预言的原因：提高单位面积的化肥使用量。我国化肥的利用率不高，提高肥料利用率和肥效仍有相当潜力。

我国目前化肥工作重点：增加化肥供应量、调整化肥比例和品种结构、推广科学施肥技术、加强肥效监控等。10.1化肥概述7

平衡施肥理论：根据土壤的养分结构和农作物的生长特性，科学配方，合理施肥，均衡的向农作物提供必需的营养元素，推广肥料的利用率和土壤肥力，改善农产品品种，保护和改善环境。农业部于1994年起开始推行“沃土工程”。

在大力推广专用肥时，不可忽视农家肥。（农家肥的特点）10.1化肥概述8

化肥在植物生长中起到的作用在世界上为增加粮食产量所做的努力中，肥料一直处于最前列。

确定植物生长必需营养元素的三个标准：该元素对所有植物的生长发育是不可缺少的，缺少这种元素植物就不能完成其生活周期；缺少这种元素后，植物会表现出特有的症状，其他任何一种化学元素均不能代替其作用，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失；这种元素必须是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。植物生长中，必需元素：碳和氧来自空气中的二氧化碳，氢和氧来自水，其他则从土壤中吸收。10.1化肥概述9

化肥是农业生产的基础化肥是农业生产中最基础和最主要的物质投入。化肥对农作物总产量增长的贡献在30%以上。10.1化肥概述10第十章化肥与健康10.1化肥概述

10.2化肥的循环

10.3化肥的作用

10.4化肥与健康10.5净化我们的家园

10.6绿色农业与微生物复合肥

10.7生物技术在化肥中的应用

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自然界各元素的循环

氮、磷、钾是植物生长所需的三大元素，化肥就是围绕这三大元素进行供给和补充。

氮循环10.2化肥的循环12

磷循环10.2化肥的循环13

钾循环10.2化肥的循环14

化肥的损失植物对化肥与养分的吸收主要依靠根系完成；

化肥在使用过程中存在损失，植物的根系无法完全吸收化肥；

植物对化肥的吸收率：

氮素：30-75%

磷素：10-25%

钾素：50%左右

化肥的损失造成巨大的浪费。（我国每年高达380亿人民币）10.2化肥的循环15

化肥对气候的影响化肥挥发是指氮肥的挥发、氨挥发和NOx的释放等，是化肥进入大气的主要途径。结果是使大气中的氮含量增加，从而带来一系列的影响。

硝化和反硝化释放N2O，造成“温室效应”；化肥的使用对其他温室气体如甲烷和二氧化碳的释放也有影响（同时会破坏臭氧层）；关于“温室效应”

酸雨的形成和臭氧层的破坏。（氮的气态氧化物，NOx

）10.3化肥在农业生产中的作用16“温室效应”17酸雨18第十章化肥与健康10.1化肥概述

10.2化肥的循环

10.3化肥的作用

10.4化肥与健康10.5净化我们的家园

10.6绿色农业与微生物复合肥

10.7生物技术在化肥中的应用

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化肥对土壤的影响化肥中的营养元素如氮、磷等流失到水域中，会导致化肥的损失，和造成地表水富营养化和地下水硝酸盐污染。10.3化肥在农业生产中的作用20地下水硝酸盐污染后果：正铁血红蛋白症；还原成为亚硝酸盐而致癌。10.3化肥在农业生产中的作用21

化肥中的放射性物质的影响

氮肥中含较少的重金属，而钾肥中含较多的有害金属。

磷肥中含有较多的重金属。化肥中的放射性物质主要存在于磷肥（矿石中存在铀、钍、镭）和钾肥（矿石中存在40K和87Rb）中。10.3化肥在农业生产中的作用22第十章化肥与健康10.1化肥概述

10.2化肥的循环

10.3化肥的作用

10.4化肥与健康10.5净化我们的家园

10.6绿色农业与微生物复合肥

10.7生物技术在化肥中的应用

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提高农产品的品质

营养品质：农产品中蛋白质、氨基酸、糖分、维生素、和矿物质含量的高低

卫生品质：对人体健康产生不良影响的指标，包括重金属汞、铬、铅等的含量，硝酸盐和亚硝酸盐及残留的农药

感官品质：农产品的外形和色、香、味等

储藏品质：农产品在储藏过程中作物营养品质和感官品质的变化10.4化肥与健康24

环境污染：汞、镉、铅、铬、砷、锌、铜、钴、镍、锡等

镉：“骨痛疼”，负钙平衡，肾脏和消化系统受损，骨折软化和剧痛骨折。

铅：对植物影响不大，在动物和人体内将导致神经系统、造血器官和肾脏受损。

铬：少量有利于植物生长，过量导致黄萎病和中毒症状。

砷：人体中积累，慢性中毒，导致癌症。

过量的硝酸盐：还原成亚硝酸盐，致癌。

化肥生产过程导致污染。10.4化肥与健康25第十章化肥与健康10.1化肥概述

10.2化肥的循环

10.3化肥的作用

10.4化肥与健康10.5净化我们的家园

10.6绿色农业与微生物复合肥

10.7生物技术在化肥中的应用

26化肥生产污染治理化肥施用治理采用有机无机相结合的综合作物养分管理体系采用化学处理法采用生物处理法推广平衡施肥10.5净化我们的家园27第十章化肥与健康10.1化肥概述

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10.3化肥的作用

10.4化肥与健康10.5净化我们的家园

10.6绿色农业与微生物复合肥

10.7生物技术在化肥中的应用

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长期施用化肥导致的问题：破坏土壤结构、土壤板结、土壤有机质含量下降、降低农产品品质、环境污染。

腐植酸：由造煤植物在漫长的成煤过程中形成的，通过微生物对植物残体进行分解与合成，与土壤腐植酸在组成、性质及对土地与作物的影响相似。–煤炭腐植酸

微生物复合肥：不是简单的混用煤炭腐植酸的低级肥料，而是以高科技为先导的复合有机生物肥料。根据微生态理论，采用发酵过程生产有益微生物，以煤炭有机质为基础，辅以各种特殊有效成分加工而成。适用于绿色农业的新型有机-无机-微生物复合肥。10.6绿色农业与微生物复合肥29

高效腐植酸微生物复合肥的特点

富含生物刺激素：微生物群落，农作物的“隐形保姆”，腐植酸是著名的生物刺激素，是高分子有机化合物，气容量大，能够提供充足的碳、氮元素给土壤微生物，改善微生物环境，促进微生物新陈代谢、生长发育，增强微生物活性，保证土壤结构健康，给植物提供能能量。

富含植物刺激素：腐植酸的作用之一

改良土壤：改良土壤结构、增肥地力。（腐植酸是土壤团粒结构的“建筑材料”）

对营养元素的增效作用：腐植酸能够与尿素形成络合物，减少土壤对磷的固定作用，吸收和储存钾离子，减少流失。因此，对化肥有增效作用。还可与金属元素螯合，提高微量元素的肥效。10.6绿色农业与微生物复合肥30高效腐植酸微生物复合肥的特点

有益微生物菌群：增加作物产量、提高质量、增强作物抗性。克服了腐肥、化肥、微肥的缺点，并集其优点于一身。10.6绿色农业与微生物复合肥31第十章化肥与健康10.1化肥概述

10.2化肥的循环

10.3化肥的作用

10.4化肥与健康10.5净化我们的